1.5. Визначення напряму і швидкості руху повітря

У гігієнічній практиці рух повітря характеризується напрямом повітряних потоків і швидкістю їх руху.

Напрям повітряних потоків визначається стороною світу, звідки дме вітер, або румбом. Розрізняють 8 румбів — чотири основні та 4 проміжні, які позначаються абревіатурами від найменувань сторін світу: основні — Пн — північ, Пд — південь, Сх — схід, Зх — захід, проміжні ПнСх — північ-схід, ПнЗх — північ —захід, ПдСх — південь —схід, ПдЗх — південь —захід.

Напрям повітряних течій в атмосферному повітрі визначається за допомогою флюгера, який являє собою металеву пластинку (ло­пать), що обертається на вертикальній осі за напрямом вітру.

Повторюваність вітрів, зобра­жена графічно по румбах, на­зивається розою вітрів, її бу­дують відкладанням у певно­му масштабі від центра на ліні­ях румбів відрізків, що відпові­дають числу (повторюваності) вітрів у даному напрямі за пе­ріод спостережень. Крайні точ­ки відрізків з'єднують прями­ми лініями. Штиль (відсутність вітру) зображується колом у центрі рози вітрів, радіус якого ' дорівнює числу штилів. Роза віт­рів може бути складена за мі­сячними, річними та сезонними даними (мал. 12).

У гігієнічній практиці роза вітрів використовується при запобіжному санітарному нагляді для раціонального розташування житлових будинків, дитячих та ліку­вальних закладів, оздоровчих об'єктів та зон відпочинку відносно промислових підприємств та інших джерел забруднення атмосфер­ного повітря та шуму. Крім того, роза вітрів допомагає обирати під будівництво ділянки з оптимальним вітровим режимом.

У метеорології швидкість та сила вітру в атмосферному повітрі визначаються за 12-бальною шкалою Бофорта — від штилю до урага­ну (табл. 6).

У гігієнічній практиці для визна­чення великих швидкостей руху ат­мосферного повітря і повітря у вен­тиляційних отворах використовують анемометри.

Чашковий анемометр (мал. 13) складається із чотирьох по­рожнистих металевих півкуль (ча­шок), які під впливом тиску струме­ня повітря обертаються навколо вер­тикальної осі. Нижній кінець осі за допомогою зубчастої передачі сполу­чається з лічильним механізмом у ви­гляді великого циферблата зі стріл­кою і поділками від 0 до 100 умов­них одиниць та розташованих по ко­лу декількох малих циферблатів зі стрілками, що відповідають сотням, ти­сячам, десяткам тисяч умовних оди­ниць. Результат визначають шляхом додавання показів на окремих ци­ферблатах. Наприклад, стрілка мало­го циферблата, що відповідає десят­кам тисяч, вказує на нуль, цифербла­тів "тисячі" — на 1, "сотні" — на 7, великого циферблата — на 40. Ре­зультат вимірювання відповідає 1740 у. о. Збоку від циферблата є кнопка (або кільце), за допомогою якої вмикається або вимикається лічильник обертів стрілок.

За допомогою чашкового анемометра вимірюють швидкість руху атмосферного повітря у межах 1 — 50 м/с. Перед визначенням записують вихідні покази лічильника і розташовують анемометр у досліджуваному місці таким чином, щоб чашки були спрямовані перпендикулярно до потоку повітря. Не вмикаючи лічильник, уп­родовж 1 — 2 хв дають змогу чашкам вільно обертатися, після чого одночасно вмикають лічильник і секундомір. За 3 —5 хв лічильник вимикають, записують його нові покази і розраховують швидкість обертання крильчатки А = CV₂ - N^:t, де А — кількість поділок шкали за секунду; N_{ і N, — покази приладу до і після вимірю­вання; t — термін вимірювання у секундах. За значенням А в графіку, що додається до анемометра, знаходять швидкість руху повітря (м/с).

Крильчастий анемометр (мал. 14) побудований подібно до чашкового, але сприймальною частиною є легкі алюмінієві крила, закріплені на осі. Цей прилад більш чутливий і застосовується для вимірювання швидкості руху повітря у вентиляційних отворах в межах 0,5-15 м/с. За допомогою крильчастого анемометра швидкість руху повітря визначають так само, як і чашковим.

Швидкість руху повітря в приміщеннях у межах до 1,5-2 м/с визначають за допомогоюкататермометрів — спиртових термо­метрів з циліндричним або кулястим резервуаром і розширеним зверху капіляром (мал. 15). Шкала циліндричного кататермометра нанесе­на в межах 35-38°, кульового — 34-40°. Зануривши кататермометр у водяну баню (75-80°С), стежать, щоб спирт заповнив верхнє роз­ширення капіляра на 1/2-1/3. Потім прилад виймають із води, ви­тирають і підвішують у місці дослідження.

Віддаючи тепло у зовнішнє середовище, нагрітий резервуар ка­татермометра поступово охолоджується, що супроводжується пере­ходом спирту з верхнього розширення капіляра у резервуар. При охолодженні кататермометра реєструють час (у секундах), за який спирт опускається від максимальної поділки шкали до мінімальної. Вимірювання повторюють 2 — 3 рази і визначають середній час охо­лодження, що залежить від швидкості руху, температури і вологості повітря, тобто від охолоджувальної здатності повітря Н, яку для ци­ліндричного кататермометра обчислюють за формулою Н = F/t, a для кульового — за формулою Я = [Ф (Q, — Q₂] /t, де F — фактор приладу, що означає кількість мілікалорій тепла, яке втрача­ється з 1 см² поверхні резервуара даного приладу при охолодженні від максимальної Q_t до мінімальної Q₂ поділки шкали; Ф — кон­станта приладу, що дорівнює F/3; t — час охолодження.

Поверхні спиртового резервуара не завжди однакові для всіх при­ладів, тому на кожному з них є відповідне позначення фактора.

Швидкість руху повітря можна знайти за формулою

де V — швидкість руху повітря, м/ с; Н — охолоджувальна здатність повітря, мкал/ см²с; Q — різниця між середньою темпе­ратурою кататермометра (Q, + Q₂)/2 і температурою навколишнього повітря; А і В — емпіричні коефіцієнти, які становлять 0,20 і 0,40, якщо Я/0<0,6, і 0,14 і 0,49, якщоЯ/0>0,6.

Швидкість руху повітря можна визна­чити також за таблицями, знайшовши по­передньо виразH/Q (табл. 7, 8).

Останнім часом у гігієнічній практиці для вимірювання швидкості руху повітря в діапазоні 0,03 — 5 м/с широко застосо­вується електротермоанемометр (мал. 16), принцип роботи якого полягає в охолодженні повітряним потоком сприй­мального датчика (металевої спіралі), що нагрівається від джерела постійного стру­му (звичайних батарей або блока живлен­ня, який вмикається у побутову електро­мережу). Перед вимірюванням швидкості руху повітря до приладу під'єднують дат­чик і блок живлення, вмикають прилад. Кнопку перемикача "вимірювання —кон­троль" переводять в положення "контроль", а перемикача "зовнішнє-внутрішнє жив­лення" встановлюють залежно від джере-

ла живлення, що використовується. Повільним обертанням ручки ре­гулювання підігріву виводять стрілку гальванометра на максималь­ну поділку шкали. Датчик у цей момент закритий футляром і пере­буває в горизонтальному положенні. Зсувають захисний футляр дат­чика і розташовують його у потоці повітря, що вимірюється, відлічу­ють покази гальванометра і за графіком, що додається до приладу, визначають швидкість руху повітря.

За БНіП П-33-75 "Опалення, вентиляція і кондиціювання повіт­ря" оптимальна швидкість руху повітря у житлових і громадських приміщеннях в холодний та перехідний сезони повинна становити 0,1 —0,15 м/с, в теплий сезон — не більше 0,25 м /с. Допускається збільшення швидкості руху повітря у житлових і громадських при-

міщеннях до 0,3 м/с у холодний і перехідні сезони і до 0,5 м/с у теплу пору року.

Визначення кратності обміну повітря за швидкістю руху повіт­ря у вентиляційному отворі. Кратність повітрообміну — показник ефективності вентиляції приміщень — це число, яке показує, скільки разів упродовж однієї години повітря в приміщенні заміщується зовнішнім атмосферним повітрям. Кратність повітрообміну S отри­мують, поділивши кількість вентиляційного повітря V (об'єм венти­ляції), яке надходить (приплив) у приміщення або усувається (ви­тяжка) з нього через вентиляційний отвір за одну годину, на об'єм приміщення К:

Об єм вентиляції V обчислюють за швидкістю руху повітря у вентиляційному отворі, яку визначають за допомогою крильчастого анемометра, за формулою

V = 3600 ав,

де а — площа вентиляційного отвору, м²; в — швидкість руху повіт­ря, м/с; 3600 — коефіцієнт перерахунку м³/с у м³/год.

Норми вентиляції житлових приміщень різного призначення на­ведено в табл.9

Таблиця 9
Показники вентиляції житлових будинків (БНШ 2.08.01-89)
Приміщення	Об'єм вентиляційного повітря (витяжка), м1 год
Житлова кімната квартири й гуртожитку	3 М3на їм2 площі
Кухня з електроплитами квартири й гуртожитку	не менше 60 м3
Кухня з газовими плитами квартири й гуртожитку	не менше 60 м3 при 2-камфорннх плитах
	не менше 75 м:і при 3-камфорннх плитах
	не менше 90 м1 при 4-камфорннх плитах
Убиральня, ванна індивідуальні	25 м'
Суміщений санітарний вузол	50м'